雙相不銹鋼(Duplex Stainless Steel,DSS)為一類同時具有鐵素體α相及奧氏體γ相兩種顯微組織的鋼種,在固溶組織中兩相的相比例約為1:1,且通常情況下要求這兩相中量少相的含量不低于30%。雙相不銹鋼的性能特點是抗蝕能力較優、強度高且加工性能較佳。與鐵(tie)素體不銹鋼(gang)相比,雙相不銹鋼的塑性、韌性、焊接性能及抗晶間腐蝕性能都顯著增強,此外其還擁有鐵素體不銹鋼高的導熱系數、475℃脆性及超塑性等性能特點;與奧(ao)氏體不銹鋼相比,雙相不銹鋼有較高的強度,較優的抗腐蝕疲勞、抗晶間腐蝕以及氯化物應卡聯蝕破裂特性。這些性能特點使雙相不銹鋼對結構件意外事故(如爆炸、沖撞等)的應付具有實際使用價值,所以雙相不銹鋼材料發展迅速且被廣泛地應用在造紙、石油開采、海洋運輸、軍事以及化工等領域,同時也引發了科研工作者對雙相不銹鋼的關注。
雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)組織于(yu)1927年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)被Griffiths及(ji)(ji)Bain最(zui)先發(fa)現(xian),20世紀(ji)30年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)開(kai)始(shi)(shi),雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)得到發(fa)展和(he)應(ying)(ying)用(yong),典(dian)型(xing)(xing)代(dai)(dai)(dai)表(biao)為(wei)(wei)法國(guo)(guo)在(zai)1935年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)取得了Uranus50 鋼(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)專利。時至(zhi)今(jin)日雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)發(fa)展已經(jing)有了三代(dai)(dai)(dai)歷程(cheng):第(di)一(yi)(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)的(de)(de)(de)代(dai)(dai)(dai)表(biao)是(shi)(shi)(shi)(shi)美國(guo)(guo)20世紀(ji)40年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)329鋼(gang)(gang)(gang),接(jie)著德(de)國(guo)(guo)、英國(guo)(guo)、蘇聯及(ji)(ji)日本都開(kai)始(shi)(shi)探究這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)種。瑞(rui)典(dian)于(yu)20世紀(ji)60年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)中(zhong)期(qi)開(kai)發(fa)了3RE60鋼(gang)(gang)(gang),主要目的(de)(de)(de)是(shi)(shi)(shi)(shi)顯著增強雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)氯(lv)化(hua)物應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂(lie)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)。第(di)一(yi)(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)(shi)(shi)含(han)C量(liang)低(di)、含(han)Cr量(liang)為(wei)(wei)18%,具有較(jiao)優的(de)(de)(de)焊(han)接(jie)和(he)成型(xing)(xing)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng),被大量(liang)地(di)應(ying)(ying)用(yong)為(wei)(wei)抗(kang)(kang)氯(lv)化(hua)物應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂(lie)的(de)(de)(de)材(cai)料;其(qi)缺點(dian)是(shi)(shi)(shi)(shi)在(zai)焊(han)接(jie)狀(zhuang)態下,因為(wei)(wei)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)含(han)量(liang)高,導(dao)致焊(han)縫熱影響區韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)下降,并且(qie)耐(nai)應(ying)(ying)力(li)(li)(li)(li)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)破(po)裂(lie)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)和(he)耐(nai)晶間腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)比于(yu)基體(ti)(ti)(ti)金屬較(jiao)弱。因而第(di)一(yi)(yi)(yi)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)實際(ji)運用(yong)被局限在(zai)非(fei)焊(han)接(jie)狀(zhuang)態的(de)(de)(de)條件下。第(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)以(yi)阿維(wei)斯(si)塔-波拉(la)里特(te)公司(si)研究出的(de)(de)(de)LDX2101為(wei)(wei)代(dai)(dai)(dai)表(biao),這(zhe)類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)種的(de)(de)(de)特(te)點(dian):一(yi)(yi)(yi)是(shi)(shi)(shi)(shi)大多(duo)數(shu)都是(shi)(shi)(shi)(shi)超低(di)碳型(xing)(xing),并且(qie)含(han)有增強抗(kang)(kang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)Mo(鉬)、Cu(銅)及(ji)(ji)Si(錫)等元素;二(er)是(shi)(shi)(shi)(shi)含(han)N(氮(dan))元素,N的(de)(de)(de)加入(ru)降低(di)了材(cai)料的(de)(de)(de)成本,減少了Ni的(de)(de)(de)使(shi)用(yong),N作為(wei)(wei)奧氏體(ti)(ti)(ti)形成元素能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)夠提升(sheng)富(fu)N奧氏體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)點(dian)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li),并且(qie)可與富(fu)Cr、Mo元素的(de)(de)(de)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)獲得平衡,進而增強雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)抗(kang)(kang)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li),此外(wai),N還能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)降低(di)元素Cr、Ni等在(zai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)α相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)和(he)γ相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)中(zhong)的(de)(de)(de)差異,進而降低(di)DSS發(fa)生選擇(ze)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)腐(fu)(fu)蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)可能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)。第(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)這(zhe)些特(te)點(dian)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)促(cu)進了瑞(rui)典(dian)、日本、法國(guo)(guo)、英國(guo)(guo)及(ji)(ji)德(de)國(guo)(guo)等國(guo)(guo)家開(kai)始(shi)(shi)發(fa)展第(di)二(er)代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)。第(di)三代(dai)(dai)(dai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)以(yi)SAF2507、UR52N+、Zeron100等鋼(gang)(gang)(gang)種為(wei)(wei)代(dai)(dai)(dai)表(biao),該類(lei)鋼(gang)(gang)(gang)發(fa)展在(zai)20世紀(ji)80年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)后期(qi)稱為(wei)(wei)超級雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(Super DSS),其(qi)特(te)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)是(shi)(shi)(shi)(shi)含(han)C量(liang)只有0.01%~0.02%、含(han)Mo約(yue)4%、含(han)N約(yue)0.3%、含(han)鐵(tie)(tie)素體(ti)(ti)(ti)40%~45%,孔蝕(shi)(shi)(shi)當量(liang)(PREN)大于(yu)40,其(qi)抗(kang)(kang)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)較(jiao)優。在(zai)中(zhong)國(guo)(guo),雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)發(fa)展以(yi)北京鋼(gang)(gang)(gang)鐵(tie)(tie)研究總院于(yu)20世紀(ji)70年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)中(zhong)期(qi)開(kai)始(shi)(shi)研究發(fa)展DSS為(wei)(wei)標志,我國(guo)(guo)的(de)(de)(de)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)00Cr18Ni5Mo3Si2已經(jing)被收錄(lu)于(yu)國(guo)(guo)家標準GB 3280、GB 1220、GB 4237.近(jin)年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)來,我國(guo)(guo)又成功(gong)研制了新型(xing)(xing)稀土(tu)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang),這(zhe)一(yi)(yi)(yi)舉措在(zai)很大程(cheng)度上增強了雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)力(li)(li)(li)(li)學(xue)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)、工藝(yi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)及(ji)(ji)耐(nai)蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)。韓國(guo)(guo)于(yu)20世紀(ji)90年(nian)(nian)(nian)(nian)(nian)代(dai)(dai)(dai)發(fa)布(bu)了雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)(專利申請號:96190623),其(qi)抗(kang)(kang)高溫氧化(hua)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)、熱塑性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)、沖擊韌性(xing)(xing)(xing)(xing)(xing)及(ji)(ji)抗(kang)(kang)蝕(shi)(shi)(shi)能(neng)(neng)(neng)(neng)(neng)力(li)(li)(li)(li)都較(jiao)優。國(guo)(guo)內外(wai)雙(shuang)(shuang)(shuang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)不(bu)(bu)(bu)銹(xiu)(xiu)(xiu)(xiu)鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)典(dian)型(xing)(xing)牌號及(ji)(ji)化(hua)學(xue)成分如(ru)表(biao)1.4所(suo)列(lie)。


